油井偏磨现状与治理

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  摘 要 随着油田的长期开发,抽油机井的油管、抽油杆由于受力状况、含升高、抽汲介质的腐蚀等生产状况的改变,管杆偏磨现象日益突出,偏磨现象不仅增加了躺井,缩短油井免修期,减少了油井生产时率,而且增加采油成本,偏磨已成为影响油井正常生产的主要因素之一。虽然稠油井的偏磨情况较稀油井要好一些,但是随着开采已经进入中后期,含水逐渐上升,稠油井也暴露出一些偏磨问题。
  关键词: 偏磨 分析 治理 效果
  中图分类号:B025.4
  一、区块偏磨现状
  (一) 偏磨井统计:
  胜利油田滨南二矿644区块开井53口,其中偏磨井有10口。虽然范围不大,但是由于该区块油井大部分都有一定的倾斜度,而且开发已经到了中后期,含水量上升,因此要对该区块的油井管柱进行及时保养及预防杆、管偏磨情况的发生。
  (二)偏磨程度的统计
  偏磨以油管漏失、丝扣磨透、抽油杆接箍磨断(脱)为主。抽油杆偏磨表现为,抽油杆接箍全部偏磨,防磨杆上的扶正器磨平,本体偏磨所占比例较少。 油管偏磨多数表现为内壁磨,内部有明显的一条或多条凹槽;严重油管丝扣或本体被磨穿。
  对10口偏磨井40井次的作业情况进行的统计:其中管漏的20井次,占到52%,断脱的13井次,占到33%,其他6井次,占15%
  (三)偏磨危害
  偏磨能降低有杆泵免修期、降低泵效、减少有效生产时间,对油井危害十分严重。2010年11月5日,对644-4进行了转周作业,在对起出的原井管柱进行检查时发现,第106根以下抽油杆接箍偏磨严重,泵上油管15根内壁有偏磨槽,4根尾管偏磨严重。
  二、油井偏磨原因分析
  (一) 部分井段斜度大
  井斜角、方位角变化大,使抽油杆、油管及泵在倾斜状态下工作,造成了抽油杆与油管的摩擦磨损,使油井管杆偏磨。
  目前钻井主要采用钟摆钻具,当钻遇复杂地层如断层、倾斜地层以及地层岩性变化大时均容易造成井斜,甚至个别井段会出现大的狗脚度,多口检泵井起出管柱均证明了偏磨总是集中在某些井段。井斜已是客观存在的因素,那我们只有找到偏磨井段,通过优化管柱组合来减小偏磨影响。
  (二) 油井含水上升
  经分析证明油井的偏磨随油井生产液含水率的增加而增大。当油井产出液含水率大于74.02%时,产出液换相,由油包水型转换为水包油型,于是,杆、管表面失去原油的保护作用,产出水直接接触抽油杆和油管,腐蚀速度增大。摩擦的润滑剂由原油变为产出水,失去原油的润滑剂作用,抽油杆和油管内壁磨损速度加快,磨损严重。于是产出液中形成了具有强腐蚀性的体系。而644块油井的平均含水率已经达到了91.4%,对油井偏磨产生了较为严重的影响。
  (三) 活塞下行速度滞后于光杆下行速度
  抽油泵运行时,由于受各种因素影响,活塞在泵筒内上下运动速度总滞后于光杆运动速度,这样下部抽油杆上行时受拉,下行时受压,抽油杆柱受压便会有一个弯曲段,在这个弯曲段抽油杆紧贴在油管内壁上并相对滑动加大了磨损机会。通过对多口检泵井起出抽油杆、油管鉴定均证明:靠活塞以上100—300米左右抽油杆与油管之间偏磨往往最严重。
  (四) 泵挂过深
  泵挂深度是油井工作制度中的一个重要参数,确定泵深除了考虑地质因素外,还必须考虑机械问题以及对偏磨的影响。下泵深度过深既加重了抽油机驴头上行负荷,同时也增加了上行时油管、杆之间的摩擦力。我们在确定偏磨井的下泵深度时应保证有一定沉没度条件下,泵挂尽量得浅。
  (五) 油井参数过大
  我们在油井管理方面由于参数不合理也会加大偏磨摩擦力和摩擦次数,如冲次过频抽油杆柱单位时间的摩擦次数多、上行阻力大、下行弯曲加剧则加大了油井偏磨影响,所以我们要通过油井参数的调整来控制摩擦次数及摩擦力。
  三、油井偏磨治理情况
  针对偏磨原因制定合理的防偏磨措施是十分必要的。 目前治理偏磨的主要技术思路包括杆柱优化配套、杆管表面强化以及无杆采油等。
  (一)泵挂深度及优化管柱
  优化泵挂深度,根据油井具体情况匹配合理的泵挂深度,达到油井增效和减少偏磨的双重目的。有杆泵抽油系统机采参数优化设计是以油井的供液能力为基础,比较合理的确定了油井的工作参数、杆柱组合以及泵径、泵挂等,提高了泵效和系统效率。偏磨井治理的下泵方案均以优化设计为基础,在此基础上优选各种配套的治理偏磨措施。2011年1-6月份对7口偏磨井8井次进行管杆优化,优化率100%,实施率100%。
  (二) 扶正及旋转抽油杆
  1)、扶正抽油杆
  原理:将抽油杆扶正与油层同心,防止杆管直接接触发生偏磨。
  针对受井斜影响较为严重的井,在偏磨井段采取了下扶正器的措施。
  2)、旋转抽油杆
  原理:主要是安装在井口悬绳器上的棘轮机构,使之在光杆上下往复运动中带动棘轮转运,从而使整个抽油杆柱在一定时间内旋转一定角度达到间歇旋转目的,有效地防止了抽油杆单方向偏磨损伤,同时也可防止抽油杆接箍脱扣现象发生。
  (三)热洗与加药
  热洗能有效的清除泵筒内部蜡脂,改善泵的工作状况,消除因结蜡造成的油井负荷加重。通过套管向生产井井底注入表面活性物质,在井下与原油相混合后产生乳化或分散作用,原油以小油滴的形式分散在水溶液中,形成比较稳定的O/W型乳状液体系,在流动过程中变原有之间的内摩擦力为水之间的内摩擦力,因而流动阻力大大降低,达到了降粘开采的目的。
  四、认识
  1、油井偏磨受各种因素影響,情况极为复杂,需进一步研究。受井斜、油井结蜡、高含水、杆管匹配、油井参数及泵挂等一系列因素影响,偏磨井一直处于一个比较差的生产状况,油井杆管腐蚀严重,需要进一步增强对油井偏磨的认识。
  2、治理油井偏磨需要多种措施相互配套,并不是单一措施所能解决的。
  3、管杆失效主要是由于井斜等原因引起的偏磨和化学物质引起的腐蚀交互作用的结果,不是磨损和腐蚀的简单叠加,偏磨加速腐蚀,腐蚀也加剧了磨损,二者结合具有更大的破坏性。
  4、加大热洗与加药工作量的投入:单从热洗周期上看,实际热洗工作量达不到要求,下步要在热洗及加药上加大工作量的投入。
  5、把好作业监督关,保证作业质量:作业过程中发现部分井下工具质量不过关,管柱质量存在缺陷,还有部分由于人为原因造成的作业返工,造成不必要的工作量。要注重查找检泵原因,分析原因,才能从根本上找出问题、解决问题。
  总之,油井偏磨是由于油田开发至中、后期油井含水普遍上升后的一大普遍性问题,含水高使管杆间的摩擦系数增大,磨损加剧。通过短期的摸索很难完全明白油井偏磨所有原因及规律,每个井的偏磨原因也各不相同,所以在防治上手段还比较单一,虽然目前采取了一些措施,也有一定效果,但还很不够。
  参 考 文 献
  [1]采油工. 北京:石油工业出版社,2004.
  [2]沈琛等编,采油与注水.山东:石油大学出版社,2000.8.
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